JP7350647B2 - 船舶、船舶における液化二酸化炭素の積込方法 - Google Patents

船舶、船舶における液化二酸化炭素の積込方法 Download PDF

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Description

本開示は、船舶、船舶における液化二酸化炭素の積込方法に関する。
特許文献１には、タンクの頂部付近からタンク底部付近まで導かれた配管を通してＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）等の液化ガスをタンク内に積み込むことが開示されている。
特許第５７６９４４５号公報
ところで、特許文献１のようなタンクを用いて液化二酸化炭素を運搬することが要望されている。液化二酸化炭素は、気相、液相、固相が共存する三重点の圧力（以下、三重点圧力と称す）が、ＬＮＧやＬＰＧの三重点圧力に比較して高い。そのため、三重点圧力がタンクの運用圧力に近くなる。タンク内に液化二酸化炭素を収容する場合、以下のような理由により、液化二酸化炭素が凝固してドライアイスが生成される可能性がある。
特許文献１のタンクでは、タンク内で開口する積込配管の下端がタンク内の下部に配置されている。このような配置とすることで、液ヘッドの増加に伴い積込配管の開口付近が加圧される。そのため、積込配管の開口から放出された液化ガスがフラッシュ蒸発することを抑制できる。しかしながら、積込配管のうち最も高い位置に配置された配管頂部では、内部の二酸化炭素の圧力が、配管下端における液化二酸化炭素の圧力に対し、タンク内の液化二酸化炭素の液面と配管頂部との高低差に応じた分だけ低くなる。
その結果、タンク運用圧によっては、液化二酸化炭素の圧力が最も低くなる積込配管の配管頂部において、液化二酸化炭素の圧力が三重点圧力以下となり、液化二酸化炭素の蒸発が生じて、その蒸発潜熱により、蒸発せずに残った液化二酸化炭素の温度低下が生じ、積込配管の配管頂部内で液化二酸化炭素が凝固してドライアイスが生成される可能性が有る。
そして、このように、積込配管内でドライアイスが生成されてしまうと、積込配管内における液化二酸化炭素の流れが阻害され、タンクの運用に影響を及ぼす可能性がある。
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、積込配管内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンクの運用を円滑に行うことができる船舶、船舶における液化二酸化炭素の積込方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示に係る船舶は、船体と、タンクと、積込配管と、を備える。前記船体は、一対の舷側を有する。前記タンクは、前記船体に設けられている。前記タンクは、液化二酸化炭素を貯留可能である。前記積込配管は、船外から供給される液化二酸化炭素を前記タンク内に積み込む。前記積込配管は、輸送配管と、上部積込配管と、下部積込配管と、第一開閉弁と、第二開閉弁と、を備える。前記輸送配管は、船外との連結部を有する。前記上部積込配管は、前記輸送配管から分岐して延び、前記輸送配管から分岐して延び、上下方向における前記タンクの容積に対する前記液化二酸化炭素の液面レベルが９０％であるときの高さ以上の高さの前記タンク内に開口する。前記下部積込配管は、前記輸送配管から分岐して延び、上下方向における前記タンクの容積に対する前記液化二酸化炭素の液面レベルが１０％であるときの高さ以下の高さの前記タンク内に開口する。前記第一開閉弁は、前記上部積込配管に設けられている。前記第二開閉弁は、前記下部積込配管に設けられている。
本開示に係る船舶における液化二酸化炭素の積込方法は、上記船舶における液化二酸化炭素の積込方法である。この船舶における液化二酸化炭素の積込方法は、前記第一開閉弁を開いて前記上部積込配管を通して前記タンク内に前記液化二酸化炭素を積み込む工程と、前記タンク内の前記液化二酸化炭素の液面レベルが、前記下部積込配管の開口よりも高く設定された切替レベルに到達した後、前記第一開閉弁を閉じるとともに前記第二開閉弁を開き、前記下部積込配管を通して前記タンク内に前記液化二酸化炭素を積み込む工程と、を備える。
本開示の船舶、船舶における液化二酸化炭素の積込方法によれば、積込配管内のドライアイス生成を抑え、タンクの運用を円滑に行うことができる。
本開示の実施形態に係る船舶の概略構成を示す平面図である。 本開示の実施形態に係る船舶に設けられたタンク及び積込配管を示す側断面図である。 本開示の実施形態に係る船舶において、上部積込配管から液化二酸化炭素をタンク内に積み込んでいる状態を示す側断面図である。 本開示の実施形態に係る船舶において、スプレー管から液化二酸化炭素をタンク内に噴射している状態を示す側断面図である。 本開示の実施形態に係る船舶に設けられた制御装置のハードウェア構成を示す図である。 本開示の実施形態に係る船舶に設けられた制御装置の機能ブロック図である。 本開示の実施形態に係る船舶における液化二酸化炭素の積込方法の手順を示すフローチャートである。 本開示の実施形態に係る船舶における液化二酸化炭素の積込方法を実行するため、制御装置で実施される処理の手順を示すフローチャートである。 本開示の実施形態の変形例に係る船舶に設けられたタンク及び積込配管を示す側断面図である。
以下、本開示の実施形態に係る船舶について、図１、図２を参照して説明する。
（船舶の船体構成）
本開示の実施形態の船舶１は、液化二酸化炭素、液化二酸化炭素を含む多種の液化ガスを運搬する。図１、図２に示すように、この船舶１は、船体２と、タンク２１と、積込配管３０と、を少なくとも備えている。この実施形態では、液化二酸化炭素を運搬する場合を一例にして説明する。
（船体の構成）
図１に示すように、船体２は、その外殻をなす、一対の舷側３Ａ，３Ｂと、船底（図示無し）と、曝露甲板５と、を有している。舷側３Ａ，３Ｂは、左右舷側をそれぞれ形成する一対の舷側外板を備える。船底（図示無し）は、これら舷側３Ａ，３Ｂを接続する船底外板を備える。これら一対の舷側３Ａ，３Ｂ及び船底（図示無し）により、船体２の外殻は、船首尾方向Ｄａに直交する断面において、Ｕ字状を成している。曝露甲板５は、外部に露出する全通甲板である。船体２には、船尾２ｂ側の曝露甲板５上に、居住区を有する上部構造７が形成されている。
船体２には、上部構造（居住区画）７よりも船首２ａ側に、タンクシステム格納区画（ホールド）８が形成されている。タンクシステム格納区画８は、曝露甲板５に対して下方の船底（図示無し）に向けて凹み、上方に突出するか、あるいは曝露甲板５を天井とする閉鎖区画である。
（タンクの構成）
タンク２１は、タンクシステム格納区画８内に、複数設けられている。この実施形態におけるタンク２１は、タンクシステム格納区画８内に、例えば計７個配置されている。タンクシステム格納区画８内におけるタンク２１のレイアウト、設置数は何ら限定するものではない。この実施形態において、各タンク２１は、例えば、水平方向（具体的には、船首尾方向）に延びる円筒状である。タンク２１は、その内部に液化二酸化炭素Ｌが収容される。なお、タンク２１は、円筒状に限られるものではなく球形であってもよい。
（積込配管の構成）
積込配管３０は、陸上の液化二酸化炭素供給施設やバンカー船等、船外から供給される液化二酸化炭素Ｌをタンク２１内に積み込む。
図２に示すように、積込配管３０は、輸送配管３１と、上部積込配管３２と、下部積込配管３３と、第一開閉弁３４と、第二開閉弁３５と、スプレー管３８と、を備えている。
積込配管３０は、バンカーステーション等に設けられて船外と連結される連結部３１ｊを有している。連結部３１ｊは、例えば、フランジ等を有し、舷側３Ａ、３Ｂの少なくとも一方（例えば舷側３Ａ）に設けられている。連結部３１ｊは、液化二酸化炭素供給施設やバンカー船等の船外から液化二酸化炭素を供給するための供給管（図示無し）が着脱可能とされている。積込配管３０は、主に船体２内に設けられている。
上部積込配管３２は、輸送配管３１から分岐してタンク２１内に至っている。この実施形態の上部積込配管３２は、輸送配管３１から船高さ方向（以下、上下方向Ｄｖと称する）の下方に向かって延びている。上部積込配管３２の下端に形成された開口３２ａは、タンク２１内の上部に位置している。ここで、タンク２１内の上部とは、上下方向Ｄｖにおけるタンク２１の中央よりも上方のタンク２１内領域を意味する。上部積込配管３２の開口３２ａは、例えば、上下方向Ｄｖにおいてタンク２１の容積に対する液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆが９０％であるときの高さＨａ以上の高さに位置するようにしてもよい。図３に示すように、上部積込配管３２は、タンク２１内の上部に設けられた開口３２ａから、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを供給する。
下部積込配管３３は、上部積込配管３２と同様に、輸送配管３１から分岐してタンク２１内に至っている。この実施形態の下部積込配管３３は、輸送配管３１から上下方向Ｄｖの下方に向かって延びている。下部積込配管３３の下端に形成された開口３３ａは、タンク２１内の下部に位置している。ここで、タンク２１内の下部とは、上下方向Ｄｖにおけるタンク２１の中央よりも下方のタンク２１内領域を意味する。下部積込配管３３の開口３３ａは、例えば、上下方向Ｄｖにおいてタンク２１の容積に対する液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆが１０％であるときの高さＨｂ以下の高さに位置するようにしてもよい。図２に示すように、下部積込配管３３は、タンク２１内の下部に設けられた開口３３ａから、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを供給する。
第一開閉弁３４は、上部積込配管３２に設けられている。第一開閉弁３４は、上部積込配管３２内の流路を開閉する。
第二開閉弁３５は、下部積込配管３３に設けられている。第二開閉弁３５は、下部積込配管３３内の流路を開閉する。
これら第一開閉弁３４と第二開閉弁３５とは、制御装置６０（後述する）から出力される制御信号に基づき開状態と閉状態とを切り換え可能とされている。
スプレー管３８は、輸送配管３１から分岐してタンク２１内に至っている。スプレー管３８は、複数の噴射孔（図示無し）を有している。この実施形態で例示するスプレー管３８の噴射孔は、上下方向Ｄｖにおいて上部積込配管３２の開口３２ａよりも下方、かつ下部積込配管３３の開口３３ａよりも上方に配置されている。図４に示すように、スプレー管３８は、輸送配管３１を通して供給される液化二酸化炭素Ｌを、複数の噴射孔からタンク２１内に噴射する。スプレー管３８には、その輸送配管３１に近い側に、輸送配管３１からスプレー管３８への流路を開閉する開閉弁３９が設けられている。開閉弁３９は、制御装置６０（後述する）から出力される制御信号に基づき開状態と閉状態とを切り換え可能とされている。
船舶１は、液面検出部５１と、圧力検出部５２と、制御装置６０と、をさらに備えている。
（液面検出部、圧力検出部の構成）
液面検出部５１は、タンク２１内に貯留される液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆを検出する。液面検出部５１は、検出された液面レベルＬｆの検出信号を、制御装置６０に出力する。
圧力検出部５２は、積込配管３０内の液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐを検出する。圧力検出部５２は、例えば、積込配管３０のうち、最も高い位置である頂部３０ｔに設けられている。圧力検出部５２は、頂部３０ｔにおける積込配管３０内の液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐを検出する。圧力検出部５２は、検出された圧力Ｐの検出信号を、制御装置６０に出力する。
（制御装置の構成）
制御装置６０は、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込むときに、液面検出部５１で検出されるタンク２１内の液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆに基づいて、第一開閉弁３４及び第二開閉弁３５の開閉動作を制御する。
（ハードウェア構成図）
図５に示すように、制御装置６０は、ＣＰＵ６１（Central Processing Unit）、ＲＯＭ６２（Read Only Memory）、ＲＡＭ６３（Random Access Memory）、ＨＤＤ６４（Hard Disk Drive）、信号受信モジュール６５等を備えるコンピュータである。信号受信モジュール６５には、液面検出部５１からの検出信号と、圧力検出部５２からの検出信号とが入力される。
（機能ブロック図）
図６に示すように、制御装置６０は、例えば、予め自装置で記憶するプログラムをＣＰＵ６１で実行することにより、信号入力部７０、開閉弁制御部７１、液面判定部７２、圧力判定部７３、出力部７４の各機能構成を実現する。
信号入力部７０は、信号受信モジュール６５を用いて、液面検出部５１からの検出信号と、圧力検出部５２からの検出信号とを受信する。
液面判定部７２は、液面検出部５１で検出されたタンク２１内の液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆが、下部積込配管３３の開口３３ａよりも高く予め設定された切替レベルＬｓ（図２、図３参照）に到達したか否かを判定する。切替レベルＬｓは、例えば、下部積込配管３３の第二開閉弁３５のみを開状態にしたときに、液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力よりも頂部３０ｔにおける積込配管３０内の液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐの方が高くなる範囲の液面レベルＬｆが設定される。また、切替レベルＬｓは、上記液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力よりも頂部３０ｔにおける積込配管３０内の液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐの方が高くなる範囲の液面レベルＬｆのうち、下限又は下限よりも僅かに高い液面レベルＬｆを設定してもよい。この切替レベルＬｓは、例えば、実験、シミュレーション、計算等により求めることができる。
圧力判定部７３は、圧力検出部５２で検出された液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐが予め定めた基準圧力Ｐｓ以下まで低下したか否かを判定する。ここで、基準圧力Ｐｓとは、液化二酸化炭素Ｌの三重点圧力、又は三重点圧力よりも高い圧力である。
開閉弁制御部７１は、第一開閉弁３４、第二開閉弁３５、開閉弁３９の開閉動作を制御する。
開閉弁制御部７１は、タンク２１への液化二酸化炭素Ｌの積込に先立ち、開閉弁３９を開状態にして、第一開閉弁３４及び第二開閉弁３５を閉状態とする。開閉弁制御部７１は、タンク２１への液化二酸化炭素Ｌの積込開始時には、開閉弁３９を閉状態にして、第一開閉弁３４を開状態にする。また、開閉弁制御部７１は、液化二酸化炭素Ｌの積込開始後、液面判定部７２で、液面検出部５１で検出される液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆが切替レベルＬｓに到達したと判定された場合、第一開閉弁３４を閉状態にするとともに、第二開閉弁３５を開状態にする。開閉弁制御部７１は、第一開閉弁３４、第二開閉弁３５を開閉するための制御信号を、出力部７４を介して第一開閉弁３４、第二開閉弁３５に出力する。また、開閉弁制御部７１は、第二開閉弁３５を開状態にしているときに、圧力検出部５２で検出された液化二酸化炭素Ｌの圧力が予め定めた基準圧力Ｐｓ以下となった場合に、第一開閉弁３４を開状態にする。
（船舶における液化二酸化炭素の積込方法の手順）
図７に示すように、この実施形態に係る船舶１における液化二酸化炭素Ｌの積込方法Ｓ１０は、上部積込配管を通して液化二酸化炭素を積み込む工程Ｓ１１と、下部積込配管を通して液化二酸化炭素を積み込む工程Ｓ１２と、を含む。
上部積込配管を通して液化二酸化炭素を積み込む工程Ｓ１１では、まず、第一開閉弁３４、第二開閉弁３５、開閉弁３９のうち、開閉弁３９だけを開状態にする。すると、図４に示すように、スプレー管３８からタンク内に液化二酸化炭素Ｌが噴射される。これにより、タンク２１内が冷却され、タンク２１内の圧力が低下され、より多くの液化二酸化炭素Ｌを積み込むことが可能となる。
その後、開閉弁３９を閉状態にするとともに、第一開閉弁３４を開状態にする。これにより、図３に示すように、上部積込配管３２を通してタンク２１内に液化二酸化炭素Ｌが積み込まれる。この状態では、上部積込配管３２がタンク２１内の上部に開口している。そのため、上部積込配管３２の開口３２ａから、タンク２１内の気相に液化二酸化炭素Ｌが放出される。また、積込配管３０の最も高い位置である頂部３０ｔとの高低差Δｈ１は、タンク２１内の下部に開口する下部積込配管３３の開口３３ａと頂部３０ｔとの高低差Δｈ２よりも小さい。そのため、液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆの位置に関わらず、積込配管３０の頂部３０ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力低下を抑えることができる。
上部積込配管３２を通してタンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込んでいき、液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆが、下部積込配管３３の開口３３ａよりも高く設定された切替レベルＬｓに到達した後、下部積込配管を通して液化二酸化炭素を積み込む工程Ｓ１２に移行する。下部積込配管を通して液化二酸化炭素を積み込む工程Ｓ１２では、第一開閉弁３４を閉状態にするとともに、第二開閉弁３５を開状態にする。これにより、図２に示すように、下部積込配管３３を通してタンク２１内に液化二酸化炭素Ｌが積み込まれる。この状態で、下部積込配管３３の開口３３ａよりも高いレベル（具体的には、切替レベルＬｓよりも高いレベル）まで液化二酸化炭素Ｌが貯留されている。そのため、下部積込配管３３内の液化二酸化炭素Ｌには、タンク２１内に貯留された液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆ（具体的には、切替レベルＬｓ以上）の高さに応じた圧力が加わる。これにより、積込配管３０の頂部３０ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力が高められる。
（処理の手順）
次に、上記船舶における液化二酸化炭素の積込方法を、制御装置６０の制御により自動的に実行するための処理の手順について説明する。
図８に示すように、制御装置６０は、タンク２１内への液化二酸化炭素Ｌの積込を開始するときに、まず、開閉弁制御部７１により、スプレー管３８の開閉弁３９を開状態にする（ステップＳ２１）。すると、船外から供給される液化二酸化炭素Ｌが、スプレー管３８からタンク２１内に噴射され、タンク２１内の圧力が低下する。
続いて、制御装置６０は、開閉弁制御部７１により、開閉弁３９を閉状態にするとともに、第一開閉弁３４を開状態にする（ステップＳ２２）。すると、船外から供給される液化二酸化炭素Ｌが、輸送配管３１、及び上部積込配管３２を通して、タンク２１内の上部から供給される。これにより、上記「上部積込配管を通して液化二酸化炭素を積み込む工程Ｓ１１」が実行される。
液化二酸化炭素Ｌの積込開始後、液面判定部７２は、液面検出部５１で検出される液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆが、下部積込配管３３の開口３３ａよりも高く設定された切替レベルＬｓに到達したか否かを判定する（ステップＳ２３）。この判定の結果、液面レベルＬｆが、切替レベルＬｓに到達していないと判定された場合には、予め定められた時間間隔ごとに、ステップＳ２３の処理を繰り返す。一方で、液面レベルＬｆが、切替レベルＬｓに到達したと判定された場合には、ステップＳ２４に進む。
ステップＳ２４では、開閉弁制御部７１により、第一開閉弁３４を閉状態にするとともに、第二開閉弁３５を開状態にする。これにより、上部積込配管３２を通してのタンク２１内への液化二酸化炭素Ｌの供給が停止される。また、下部積込配管３３を通してのタンク２１への液化二酸化炭素Ｌの供給が開始される。これにより、上記「下部積込配管を通して液化二酸化炭素を積み込む工程Ｓ１２」が実行される。
下部積込配管３３を通しての液化二酸化炭素Ｌの積込開始後、圧力判定部７３は、圧力検出部５２で検出された圧力Ｐ、すなわち積込配管３０の頂部３０ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐが、予め定めた基準圧力Ｐｓ以下に低下したか否かを判定する（ステップＳ２５）。その結果、液化二酸化炭素Ｌの圧力が基準圧力Ｐｓに到達したと判定された場合、ステップＳ２６に進む。
ステップＳ２６では、開閉弁制御部７１により、第二開閉弁３５を閉状態に向けて動作させるとともに、第一開閉弁３４を開状態に向けて動作させる。このとき、第二開閉弁３５は、短時間で全閉状態まで動作させるようにしてもよいが、例えば、予め設定した開度毎に段階的に閉塞させる等、徐々に閉塞させるようにしてもよい。同様に、第一開閉弁３４は、短時間で全開状態まで動作させるようにしてもよいが、例えば、予め定めた開度毎に段階的に開放させる等、徐々に開放するようにしてもよい。
このようにして、下部積込配管３３を通して液化二酸化炭素Ｌを積み込んでいる最中に、例えば液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐが基準圧力Ｐｓ以下に低下した場合、第一開閉弁３４を開方向へ動作させる。すると、図３に示すように、上部積込配管３２から液化二酸化炭素Ｌがタンク２１内に供給される。この際、上部積込配管３２の開口３２ａは、タンク２１内に積み込まれた液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆよりも上方の気相に配置されている。この気相の圧力（タンク２１の運用圧力）は、基準圧力Ｐｓよりも高く設定されている。そのため、積込配管３０の頂部３０ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力が上昇する。
その後、圧力判定部７３は、圧力検出部５２で検出される、積込配管３０の頂部３０ｔにおける液化二酸化炭素Ｌの圧力が、予め定めた復帰圧力Ｐｔ（Ｐｔ＞Ｐｓ）まで復帰したか否かを判定する（ステップＳ２７）。この判定の結果、液化二酸化炭素Ｌの圧力が復帰圧力Ｐｔに到達していないと判定された場合には、上部積込配管３２からの液化二酸化炭素Ｌの積込を継続する。その一方で、ステップＳ２７で、液化二酸化炭素Ｌの圧力が復帰圧力Ｐｔに到達したと判定された場合、開閉弁制御部７１は、第一開閉弁３４を閉状態にすると共に、第二開閉弁３５を開状態にする（ステップＳ２８）。これにより、液化二酸化炭素Ｌは、下部積込配管３３からタンク２１内に供給される状態に復帰する。
このようにして、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込み、所定量の積込が完了すると、開閉弁制御部７１は、第一開閉弁３４、第二開閉弁３５の双方を閉じ、液化二酸化炭素Ｌの積込を終了する。
（作用効果）
上記実施形態の船舶１では、タンク２１内の上部に開口する上部積込配管３２と、タンク２１内の下部に開口する下部積込配管３３と、上部積込配管３２に設けられた第一開閉弁３４と、下部積込配管３３に設けられた第二開閉弁３５と、を備えている。
この船舶１は、第一開閉弁３４を開状態にすると、船外から供給される液化二酸化炭素Ｌが、輸送配管３１、及び上部積込配管３２を通して、タンク２１内の上部から供給される。また、第二開閉弁３５を開状態にすると、船外から供給される液化二酸化炭素Ｌが、輸送配管３１、及び下部積込配管３３を通して、タンク２１内の下部から供給される。そして、上部積込配管３２の開口３２ａは、タンク２１内の上部に位置しているため、タンク２１内の下部に位置する下部積込配管３３の開口３３ａよりも、積込配管３０において最も高い位置である頂部３０ｔとの高低差が小さい。そのため、上部積込配管３２により液化二酸化炭素Ｌを積み込む際に、液面レベルＬｆに関わらず、積込配管３０において最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐの低下を抑えることができる。
また、下部積込配管３３の開口３３ａは、タンク２１内の下部に位置しているため、下部積込配管３３の開口３３ａよりも高いレベルまで液化二酸化炭素Ｌが貯留されていれば、下部積込配管３３内の液化二酸化炭素Ｌには、タンク２１内に貯留された液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆの高さに応じた圧力が加わる。そして、液面レベルＬｆが上昇して開口３３ａの周囲圧力がタンク２１内の気相よりも高くなる位置にまで液面レベルＬｆが達すれば、開口３３ａからタンク２１内に流入する液化二酸化炭素Ｌを加圧状態（言い換えれば、サブクール状態）にすることができる。そのため、タンク２１内に流入する液化二酸化炭素Ｌのフラッシュ蒸発の発生を抑えることができる。
このように、タンク２１内の液化二酸化炭素Ｌの貯留状況等に応じて、第一開閉弁３４と第二開閉弁３５との開閉状態を適切に調節することで、積込配管３０の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力低下を抑えることができる。したがって、積込配管３０の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力が、三重点圧力に近づくことを抑えられる。これにより、積込配管３０内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことが可能となる。
上記実施形態の船舶１では、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込む場合、タンク２１内の液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆに基づいて、第一開閉弁３４及び第二開閉弁３５の開閉動作を制御する制御装置６０をさらに備えている。
この制御装置６０により、タンク２１内の液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆに基づいて、第一開閉弁３４及び第二開閉弁３５の開閉動作を制御することで、積込配管３０の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力低下を、自動的に抑えることができる。
上記実施形態の船舶１では、さらに、液面検出部５１で検出される液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆが、下部積込配管３３の開口３３ａよりも高く設定された切替レベルＬｓに到達した場合、制御装置６０が第二開閉弁３５を開状態にするように構成されている。
このような制御装置６０の制御により、タンク２１内の液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆが、設定された切替レベルＬｓに到達するまでは第一開閉弁３４を開状態として、上部積込配管３２を通してタンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込むことができる。そして、上部積込配管３２がタンク２１内の上部に開口しているため、積込配管３０の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力低下を抑えた状態で、液化二酸化炭素Ｌの積込を行うことができる。
また、制御装置６０の制御により、タンク２１内の液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆが切替レベルＬｓに到達した場合に、第二開閉弁３５を開状態にして、下部積込配管３３を通してタンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込むことができる。このとき、液化二酸化炭素Ｌは、切替レベルＬｓよりも高いレベルまで貯留されているので、下部積込配管３３内の液化二酸化炭素Ｌには、タンク２１内に貯留された液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆの高さ、すなわち切替レベルＬｓ以上の液面レベルＬｆに応じた圧力が加わる。これにより、積込配管３０の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力を高めた状態で、液化二酸化炭素Ｌの積込を行うことができる。
上記実施形態の船舶１では、さらに、第二開閉弁３５が開状態のときに、圧力検出部５２で検出される液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐが予め定めた基準圧力Ｐｓ以下となった場合に、制御装置６０が第一開閉弁３４を開状態にするようになっている。
これにより、第二開閉弁３５を開状態にして下部積込配管３３を通してタンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込んでいる状態で、積込配管３０内の液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐが基準圧力Ｐｓ以下に低下した場合に第一開閉弁３４を開状態にすることができる。そして、上部積込配管３２がタンク２１内の上部に開口しているため、下部積込配管３３を通して液化二酸化炭素Ｌを積み込んでいたときと比較して、積込配管３０の最も高い位置との高低差を小さくすることができる。これにより、積込配管３０の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力を上昇させることが可能となる。
上記実施形態の船舶１における液化二酸化炭素Ｌの積込方法では、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込むに際し、まず、第一開閉弁３４を開状態にして、上部積込配管３２を通してタンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込んでいる。そして、上部積込配管３２がタンク２１内の上部に開口しているため、積込配管３０の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力低下を抑えた状態で、液化二酸化炭素Ｌの積込を行うことができる。そのため、積込配管３０の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力が、三重点圧力に近づくことを抑えて、積込配管３０内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることを抑えられる。したがって、タンク２１の運用を円滑に行うことが可能となる。
上記液化二酸化炭素Ｌの積込方法では、その後、第二開閉弁３５を開状態にして下部積込配管３３を通してタンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込んでいる。この下部積込配管３３を通して液化二酸化炭素Ｌを積み込んでいる状態で、液化二酸化炭素Ｌは、下部積込配管３３の開口よりも高いレベルまで貯留されている。そのため、下部積込配管３３内の液化二酸化炭素Ｌに、タンク２１内に貯留された液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆの高さに応じた圧力を加えることができる。これにより、タンク２１内に流入した液化二酸化炭素Ｌがフラッシュ蒸発することを抑えられる。
（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記実施形態では、下部積込配管３３を、タンク２１の頂部からタンク２１内に下方に延びるように設けたが、これに限るものではない。
例えば、図９に示すように、下部積込配管３３Ｂは、タンク２１上方から下方に回り込むように形成し、下部積込配管３３の端部をタンク２１の下端２１ｂに接続してもよい。このようにすることでも、下部積込配管３３の開口３３ａをタンク２１内の下部に位置させることができる。
また、上記実施形態では、船舶１における液化二酸化炭素Ｌの積込方法Ｓ１０、及び船舶１における液化二酸化炭素Ｌの積込方法Ｓ１０を実行するための制御装置６０における処理の手順を示したが、上記の手順は適宜順番を入れ替えることが可能である。
また、上記実施形態では、スプレー管３８からタンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを噴射するようにしたが、液化二酸化炭素Ｌの噴射を省略するようにしてもよい。
＜付記＞
実施形態に記載の船舶１、船舶１における液化二酸化炭素Ｌの積込方法は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る船舶１は、一対の舷側３Ａ、３Ｂを有する船体２と、前記船体２に設けられ、液化二酸化炭素Ｌを貯留可能なタンク２１と、船外から供給される液化二酸化炭素Ｌを前記タンク２１内に積み込む積込配管３０と、を備え、前記積込配管３０は、船外との連結部３１ｊを有し、前記船体２内に延びる輸送配管３１と、前記輸送配管３１から分岐して延び、前記タンク２１内の上部に開口する上部積込配管３２と、前記輸送配管３１から分岐して延び、前記タンク２１内の下部に開口する下部積込配管３３と、前記上部積込配管３２に設けられた第一開閉弁３４と、前記下部積込配管３３に設けられた第二開閉弁３５と、を備える。
この船舶１は、第一開閉弁３４を開くと、船外から供給される液化二酸化炭素Ｌが、輸送配管３１、及び上部積込配管３２を通して、タンク２１内の上部から供給される。また、第二開閉弁３５を開くと、船外から供給される液化二酸化炭素Ｌが、輸送配管３１、及び下部積込配管３３を通して、タンク２１内の下部から供給される。
上部積込配管３２は、タンク２１内の上部に開口しているため、タンク２１内の下部に開口する下部積込配管３３と比較すると、積込配管３０において最も高い位置との高低差が小さい。これにより、タンク２１内の液面レベルＬｆに関わらず、積込配管３０の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力低下を抑えることができる。
また、下部積込配管３３は、タンク２１内の下部に開口しているため、下部積込配管３３の開口よりも高いレベルまで液化二酸化炭素Ｌが貯留されていれば、下部積込配管３３内の液化二酸化炭素Ｌには、タンク２１内に貯留された液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆの高さに応じた圧力が加わる。これにより、積込配管３０の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力を高めることができる。
このように、タンク２１内の液化二酸化炭素Ｌの貯留状況等に応じて、第一開閉弁３４と第二開閉弁３５との開閉を適切に調節することで、積込配管３０において最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力低下を抑えることができる。したがって、積込配管３０の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力が、三重点圧力に近づくことが抑えられる。これにより、積込配管３０内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。その結果、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管３０内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことが可能となる。
（２）第２の態様に係る船舶１は、（１）の船舶１であって、前記タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込む場合、前記タンク２１内の前記液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆに基づいて、前記第一開閉弁３４及び前記第二開閉弁３５の開閉動作を制御する制御装置６０をさらに備える。
これにより、制御装置６０で、タンク２１内の液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆに基づいて、第一開閉弁３４及び第二開閉弁３５の開閉動作を制御することで、積込配管３０において最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力低下を、自動的に抑えることができる。
（３）第３の態様に係る船舶１は、（２）の船舶１であって、前記タンク２１内に貯留される前記液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆを検出する液面検出部５１をさらに備え、前記制御装置６０は、前記第一開閉弁３４を開いて前記上部積込配管３２を通して前記タンク２１内に前記液化二酸化炭素Ｌを積み込み、前記液面検出部５１で検出される前記液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆが、前記下部積込配管３３の開口３３ａよりも高く設定された切替レベルＬｓに到達した場合に、前記第二開閉弁３５を開いて前記下部積込配管３３を通して前記タンク２１内に前記液化二酸化炭素Ｌを積み込む。
これにより、制御装置６０の制御により、タンク２１内の液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆが、設定された切替レベルＬｓに到達するまでは、第一開閉弁３４を開き、上部積込配管３２を通してタンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込む。上部積込配管３２は、タンク２１内の上部に開口しているため、積込配管３０において最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力低下を抑えた状態で、液化二酸化炭素Ｌの積込を行うことができる。
また、制御装置６０の制御により、タンク２１内の液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆが、下部積込配管３３の開口３３ａよりも高く設定された切替レベルＬｓに到達したら、第二開閉弁３５を開いて下部積込配管３３を通してタンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込む。この状態で、液化二酸化炭素Ｌは、下部積込配管３３の開口よりも高いレベルまで貯留されているので、下部積込配管３３内の液化二酸化炭素Ｌには、タンク２１内に貯留された液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆの高さに応じた圧力が加わる。これにより、積込配管３０の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力を高めた状態で、液化二酸化炭素Ｌの積込を行うことができる。
（４）第４の態様に係る船舶１は、（２）又は（３）の船舶１であって、前記積込配管３０内の前記液化二酸化炭素Ｌの圧力を検出する圧力検出部５２をさらに備え、前記制御装置６０は、前記第二開閉弁３５を開いている状態で、前記圧力検出部５２で検出される前記液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐが予め定めた基準圧力Ｐｓ以下となった場合、前記第一開閉弁３４を開く。
これにより、第二開閉弁３５を開いて下部積込配管３３を通してタンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込んでいる状態で、積込配管３０内の液化二酸化炭素Ｌの圧力Ｐが基準圧力Ｐｓ以下に低下した場合、第一開閉弁３４を開く。すると、上部積込配管３２は、タンク２１内の上部に開口しているため、下部積込配管３３を通して液化二酸化炭素Ｌを積み込んでいたときに比較し、積込配管３０において最も高い位置との高低差を小さくすることができる。これにより、積込配管３０において最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力低下を抑えた状態で、液化二酸化炭素Ｌの積込を行うことが可能となる。
（５）第５の態様に係る船舶１における液化二酸化炭素Ｌの積込方法は、（１）から（４）の何れか一つの船舶１における液化二酸化炭素Ｌの積込方法であって、前記第一開閉弁３４を開いて前記上部積込配管３２を通して前記タンク２１内に前記液化二酸化炭素Ｌを積み込む工程Ｓ１１と、前記タンク２１内の前記液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆが、前記下部積込配管３３の開口３３ａよりも高く設定された切替レベルＬｓに到達した後、前記第一開閉弁３４を閉じるとともに、前記第二開閉弁３５を開いて前記下部積込配管３３を通して前記タンク２１内に前記液化二酸化炭素Ｌを積み込む工程Ｓ１２と、を備える。
これにより、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込むに際し、まず、第一開閉弁３４を開き、上部積込配管３２を通してタンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込む。上部積込配管３２は、タンク２１内の上部に開口しているため、積込配管３０において最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力低下を抑えた状態で、液化二酸化炭素Ｌの積込を行うことができる。
その後、第二開閉弁３５を開いて下部積込配管３３を通してタンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを積み込む。この状態で、液化二酸化炭素Ｌは、下部積込配管３３の開口よりも高いレベルまで貯留されているので、下部積込配管３３内の液化二酸化炭素Ｌには、タンク２１内に貯留された液化二酸化炭素Ｌの液面レベルＬｆの高さに応じた圧力が加わる。これにより、積込配管３０の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力を高めた状態で、液化二酸化炭素Ｌの積込を行うことができる。
このようにして、積込配管３０の最も高い位置における液化二酸化炭素Ｌの圧力が、三重点圧力に近づくことが抑えられる。これにより、積込配管３０内で液化二酸化炭素Ｌが凝固してドライアイスが生成されることが抑えられる。その結果、タンク２１内に液化二酸化炭素Ｌを収容する場合において、積込配管３０内でドライアイスが生成されるのを抑え、タンク２１の運用を円滑に行うことが可能となる。
１…船舶
２…船体
２ａ…船首
２ｂ…船尾
３Ａ、３Ｂ…舷側
５…曝露甲板
７…上部構造
８…タンクシステム格納区画
２１…タンク
２１ｂ…下端
３０…積込配管
３０ｔ…頂部
３１…輸送配管
３１ｊ…連結部
３２…上部積込配管
３２ａ…開口
３３、３３Ｂ…下部積込配管
３３ａ…開口
３４…第一開閉弁
３５…第二開閉弁
３８…スプレー管
３９…開閉弁
５１…液面検出部
５２…圧力検出部
６０…制御装置
６１…ＣＰＵ
６２…ＲＯＭ
６３…ＲＡＭ
６４…ＨＤＤ
６５…信号受信モジュール
７０…信号入力部
７１…開閉弁制御部
７２…液面判定部
７３…圧力判定部
７４…出力部
Ｌ…液化二酸化炭素
Ｌｆ…液面レベル
Ｌｓ…切替レベル

Claims (6)

  1. 一対の舷側を有する船体と、
    前記船体に設けられ、液化二酸化炭素を貯留可能なタンクと、
    船外から供給される液化二酸化炭素を前記タンク内に積み込む積込配管と、を備え、
    前記積込配管は、
    船外との連結部を有する輸送配管と、
    前記輸送配管から分岐して延び、上下方向における前記タンクの容積に対する前記液化二酸化炭素の液面レベルが９０％であるときの高さ以上の高さの前記タンク内に開口する上部積込配管と、
    前記輸送配管から分岐して延び、上下方向における前記タンクの容積に対する前記液化二酸化炭素の液面レベルが１０％であるときの高さ以下の高さの前記タンク内に開口する下部積込配管と、
    前記上部積込配管に設けられた第一開閉弁と、
    前記下部積込配管に設けられた第二開閉弁と、
    を備える船舶。
  2. 前記タンク内に液化二酸化炭素を積み込むときに、前記タンク内の前記液化二酸化炭素の液面レベルに基づいて、前記第一開閉弁及び前記第二開閉弁の開閉動作を制御する制御部をさらに備える
    請求項１に記載の船舶。
  3. 前記タンク内に貯留される前記液化二酸化炭素の液面レベルを検出する液面検出部をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記第一開閉弁を開いて前記上部積込配管を通して前記タンク内に前記液化二酸化炭素を積み込み、前記液面検出部で検出される前記液化二酸化炭素の液面レベルが、前記下部積込配管の開口よりも高く設定された切替レベルに到達した場合に、前記第二開閉弁を開いて前記下部積込配管を通して前記タンク内に前記液化二酸化炭素を積み込む
    請求項２に記載の船舶。
  4. 前記積込配管内の前記液化二酸化炭素の圧力を検出する圧力検出部をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記第二開閉弁を開いている状態で、前記圧力検出部で検出される前記液化二酸化炭素の圧力が予め定めた基準圧力以下となった場合、前記第一開閉弁を開く
    請求項２又は３に記載の船舶。
  5. 請求項１から４の何れか一項に記載の船舶における液化二酸化炭素の積込方法であって、
    前記第一開閉弁を開いて前記上部積込配管を通して前記タンク内に前記液化二酸化炭素を積み込む工程と、
    前記タンク内の前記液化二酸化炭素の液面レベルが、前記下部積込配管の開口よりも高く設定された切替レベルに到達した後、前記第一開閉弁を閉じるとともに前記第二開閉弁を開き、前記下部積込配管を通して前記タンク内に前記液化二酸化炭素を積み込む工程と、を備える
    船舶における液化二酸化炭素の積込方法。
  6. 一対の舷側を有する船体と、
    前記船体に設けられ、液化二酸化炭素を貯留可能なタンクと、
    船外から供給される液化二酸化炭素を前記タンク内に積み込む積込配管と、を備え、
    前記積込配管は、
    船外との連結部を有する輸送配管と、
    前記輸送配管から分岐して延び、前記タンク内の上部に開口する上部積込配管と、
    前記輸送配管から分岐して延び、前記タンク内の下部に開口する下部積込配管と、
    前記上部積込配管に設けられた第一開閉弁と、
    前記下部積込配管に設けられた第二開閉弁と、を備え、
    前記タンク内に液化二酸化炭素を積み込むときに、前記タンク内の前記液化二酸化炭素の液面レベルに基づいて、前記第一開閉弁及び前記第二開閉弁の開閉動作を制御する制御部と、
    前記タンク内に貯留される前記液化二酸化炭素の液面レベルを検出する液面検出部と、
    をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記第一開閉弁を開いて前記上部積込配管を通して前記タンク内に前記液化二酸化炭素を積み込み、前記液面検出部で検出される前記液化二酸化炭素の液面レベルが、前記下部積込配管の開口よりも高く設定された切替レベルに到達した場合に、前記第二開閉弁を開いて前記下部積込配管を通して前記タンク内に前記液化二酸化炭素を積み込む
    船舶。
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